2.1.2.4 Предварительный выбор электродвигателя
Выбор электродвигателя осуществляется по роду тока, количеству скоростей
изначению мощности.
Вслучае судовых сетей переменного тока для всех типов брашпилей и шпилей в пределах калибров цепи 100 мм наиболее целесообразно применение электродвигателей серии МАП.
Для удобства управления процессом рекомендуется использовать трехскоростные двигатели.
Выбор двигателя по мощности осуществляется по условию максимального значения
|
|
|
|
|
Pдв Pнрасч или Pдв Pшнрасч . |
|
|
(2.30) |
||||||
Технические данные двигателей серии МАП приведены в таблице 2.12 [65, |
||||||||||||||
60, 70]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.12 Технические данные трехскоростных электродвигателей для |
||||||||||||||
якорно-швартовных механизмов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
, |
стоянкивремя под топослекомрежима, с |
Номинальныйток при 380В, А |
Момент, |
Пусковойток при 380 В, А |
|
Дисковый тормоз |
Маховыймомент (с |
|
||
|
|
Режимработа, мин |
|
н |
Н-м |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Частотавращении n об/мин |
|
|
|
|
|||||||
|
Число полюсов |
Мощность. кВт |
максимальный |
пусковой |
|
Тип |
Тормозной |
тормозом), кг м |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
||
Тип |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
момент |
|
|
электродвигателя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cos |
|
Н м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
30 |
4 |
1460 |
10 |
12,5 |
13 |
10 |
105 |
0,68 |
|
|
|
|
МАП 422-4/6/12 |
6 |
30 |
11 |
880 |
30 |
27 |
29 |
28 |
110 |
0,86 |
ТМТ42 |
12 |
|
1,0 |
|
12 |
10 |
2,5 |
445 |
15 |
16,7 |
12,5 |
12,5 |
34 |
0,56 |
|
|
|
|
|
4 |
30 |
15 |
1410 |
20 |
30,5 |
34 |
30 |
200 |
0,93 |
|
|
|
|
МАП 521-4/8/16 |
8 |
30 |
15 |
650 |
50 |
40 |
50 |
50 |
133 |
0,77 |
ТМТ52 |
50 |
|
2,9 |
|
16 |
10 |
4,2 |
310 |
30 |
21 |
27 |
25 |
42,5 |
0,63 |
|
|
|
|
|
4 |
30 |
22 |
1440 |
15 |
43 |
60 |
45 |
390 |
0,92 |
|
|
|
|
МAП 621-4/8/16 |
8 |
30 |
22 |
685 |
50 |
58 |
80 |
75 |
240 |
0,76 |
ТМТ62 |
75 |
|
5,45 |
|
16 |
10 |
7 |
340 |
30 |
40 |
55 |
55 |
90 |
0,5 |
|
|
|
|
|
4 |
30 |
28 |
1445 |
15 |
58 |
90 |
77 |
560 |
0,86 |
|
|
|
|
МАП 622-4/8/16 |
8 |
30 |
36 |
670 |
30 |
84 |
125 |
115 |
360 |
0,7 |
ТМТ62 |
75 |
|
6,5 |
|
16 |
10 |
10 |
315 |
30 |
47 |
70 |
70 |
110 |
0,56 |
|
|
|
|
|
4 |
30 |
40 |
1355 |
10 |
79,5 |
67 |
58 |
410 |
0,94 |
|
|
|
|
МАП 622-4/8/24 |
8 |
30 |
20 |
665 |
15 |
53 |
75 |
65 |
220 |
0,75 |
ТМТ62 |
75 |
|
6,5 |
|
24 |
10 |
5,2 |
175 |
30 |
43 |
50 |
50 |
60 |
0,4 |
|
|
|
|
|
4 |
15 |
70 |
1390 |
15 |
130 |
130 |
105 |
730 |
0,94 |
|
|
|
|
МАП 721-4/8/16 |
8 |
30 |
62 |
685 |
40 |
168 |
225 |
210 |
725 |
0,85 |
ТМТ72 |
90 |
|
15,5 |
|
16 |
10 |
18 |
310 |
30 |
82 |
120 |
115 |
185 |
0,6 |
|
|
|
|
|
4 |
10 |
30 |
1430 |
10 |
58 |
70 |
60 |
440 |
0,93 |
|
|
|
|
МАП 721-4/8/12 |
8 |
30 |
70 |
650 |
30 |
162 |
220 |
200 |
600 |
0,82 |
ТМТ72 |
90 |
|
15,5 |
|
12 |
5 |
50 |
405 |
30 |
160 |
250 |
240 |
420 |
0,69 |
|
|
|
|
103
Для выбранного электродвигателя необходимо определить передаточное число механизма по формуле
i |
nн Dзв |
|
60Vн . |
(2.31) |
По известной из курса «Электрические машины» методике следует произвести расчет механической =f(M) и электромеханической характеристики =f(I) асинхронного двигателя и построить ее на отдельном листе.
2.1.2.5 Проверка двигателя по значению пускового момента
Проверка двигателя по значению пускового момента производится по усло-
вию [70]
|
|
|
|
Мпуск 2Мнрас . |
, |
(2.32) |
где М нрасч |
|
Fкн Dзв |
номинальный |
расчетный момент, Н м. |
|
|
2i пер |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
2.1.2.6 Проверка выбранного электродвигателя на нагрев
Для асинхронных электродвигателей проверка на нагрев производится методом эквивалентного тока. Для этого производится расчет значений токов на различных этапах работы механизма и продолжительность этих этапов.
На данной стадии расчета рассматриваются четыре этапа работы якорношвартовного механизма:
подтягивание судна к якорю;
выбирание провисающей цепи до момента отрыва якорей от грунта;
отрыв якорей от грунта;
подъем двух якорей от грунта.
Подтягивание судна к якорю.
Определение силы сопротивления, создаваемой ветром, осуществляется по
формуле [64] |
|
|
R k S V 2 |
, Н |
(2.33) |
в в 1 в |
|
|
где kв 0,175 0, 22 коэффициент ветрового давления (Н сек2 /м4), 0, 26 0,31 коэффициент, учитывающий обтекаемость корпуса, Vв скорость ветра, м/с,
S1 Bнб h площадь надводной части судна, м2.
Определение силы сопротивления, создаваемой течением воды, осуществляется по формуле
R |
f |
т |
S |
2 |
V |
V |
1,83 , Н, |
(2.34) |
теч |
|
|
теч |
н |
|
|
104
где fт 1, 4 1,7 коэффициент трения, Vтеч скорость течения, |
м/с, Vн номиналь- |
|||||||||
ная скорость выбирания цепи, м/с, S |
2 |
Т |
Т |
к |
1,37 0, 274 В |
|
L |
площадь |
||
|
|
н |
|
|
|
нб |
квл |
|
||
смоченной поверхности судна, м2 , |
|
|
|
|
коэффициент полноты водо- |
|||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Lквл Внб |
Тср |
|
|
|
|||
измещения, Dmax – объемное водоизмещение судна, м3, = 1,025 – массовая
плотность морской воды, т/м3.
Усилие от натяжения двух якорных цепей при подтягивании судна к якорю определяется по формуле [64]
F1 2k H Rтеч Rв fкл , Н, |
(2.35) |
|||||||||
где k 0,87 для морской воды, – вес одного метра якорной цепи, Н, |
fкл 1, 28 1,35 |
|||||||||
коэффициент трения цепи в клюзе, H – расчетная глубина якорной стоянки, м. |
||||||||||
Момент на валу электродвигателя в данном режиме определяется по формуле |
||||||||||
М1 |
F1 Dзв |
|
, Н м. |
(2.36) |
||||||
2i пер |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Длина провисающей части цепи определяется по формуле |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
l |
|
2F1 H |
|
H 2 , м. |
(2.37) |
|||||
|
|
|
|
|||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Время подтягивания судна к якорю определяется по формуле |
|
|||||||||
|
|
|
t1 |
|
|
2l1 |
i |
, с, |
(2.38) |
|
|
|
|
D |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
1 |
зв |
|
|
||
где 1 – скорость вращения электродвигателя, рад/с, определяется по механической характеристике двигателя при значении момента равном М1.
Для определения граничных параметров второго этапа далее производится расчет третьего этапа.
Отрыв якорей от грунта.
Усилие на звездочке при выбирании двух якорей с отрывом одного якоря от грунта определяется по формуле [64]
|
|
Q |
|
|
|
||
F3 |
Q |
|
H fкл |
, Н, |
(2.39) |
||
2 |
|||||||
|
|
|
|
||||
где Q – вес двух якорей, Н, g – ускорение свободного падения на поверхности Земли, м/с², 0,87 – коэффициент потери веса в морской воде.
Момент на валу электродвигателя в данном режиме определяется по формуле
105
М3 |
F3 |
Dзв |
|
, Н м. |
(2.40) |
|
2i пер |
||||||
|
|
|
||||
Время отрыва якоря принимается |
t3 |
60 |
с. |
|
||
|
|
|
|
|||
На втором этапе работы механизма при выбирании провисающей цепи до момента отрыва якорей от грунта усилие на звездочке принимается линейно
возрастающим от значения F1 до значения F3 . Соответственно момент на валу электродвигателя изменяется от М1 до М3 .
Время выбирания провисающей цепи определяется по формуле
t1 |
|
2l2 |
i |
, с, |
(2.41) |
|||
|
2 |
D |
||||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
зв |
|
|
||
где 2 – скорость вращения электродвигателя рад/с, определяется по механической характеристике двигателя при значении момента равном М2, l2 H2 – длина цепи, выбираемой до момента отрыва якоря от грунта, м.
Четвертый этап (подъем двух якорей от грунта) с расчетной глубины якорной стоянки характеризуется усилием на звездочке в начале этапа, определяемом по формуле [64]
F4нач Q H fкл , Н.
И в конце этапа –
F4кон Q fкл , Н.
Моменты на валу электродвигателя в начале и конце этапа находятся соотвественно по формулам [64]
М4нач |
|
|
F4нач Dзв |
М |
|
|
F4кон Dзв |
|
|
|||||
|
2i пер |
4кон |
2i пер |
|
|
|||||||||
|
|
|
, |
|
|
|
, Н. |
(2.42) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Время подъема двух якорей определяется по формуле |
|
|
||||||||||||
|
t4 |
|
|
|
|
2H i |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Dзв , с, |
|
(2.43) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
4нач |
2 |
4кон |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где 4нач , 4кон – скорости вращения электродвигателя, рад/с, определяются по ме-
ханической характеристике двигателя при значении моментов равном М4нач и М4кон . По полученным данным строится нагрузочная диаграмма электропривода
М f , примерный вид которой приведен на рисунке 2.5.
106